(57)【要約】【課題】  建設機械の自動変速機構において乗り心地の良いスムーズなターンを可能にする。【解決手段】  ２速と１速に変速可能な可変容量型の油圧モータ１を備える。容量制御シリンダ１８は、シリンダ室２０に圧油が供給されると前記油圧モータ１を２速とし、圧油が排出されると前記油圧モータ１を１速とする。容量切換弁２１は、前記容量制御シリンダ１８を油圧源に接続する供給位置ｆと、前記容量制御シリンダ１８をタンク４５に接続する排出位置ｄと、に切換可能である。この容量切換弁２１の弁体２２を一方側へ移動させる油圧力を作用させるように前記油圧モータ１の駆動圧を導入する、駆動圧通路２３が備えられる。建設機械がターンするときに、容量制御シリンダ１８のシリンダ室２０に圧油を供給するときの流量を第１絞り３１により制限し、前記シリンダ室２０から圧油を排出するときの流量を前記第１絞り３１と第２絞り３２によって制限する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２速と１速に変速して建設機械に駆動力を付与する可変容量型の油圧モータと、
シリンダ室に圧油が供給されると前記油圧モータの容量を小さくして２速とし、前記シリンダ室から圧油が排出されると前記油圧モータの容量を大きくして１速とする、容量制御シリンダと、
この容量制御シリンダを油圧源に接続する供給位置と、前記容量制御シリンダをタンクに接続する排出位置と、に切換可能な容量切換弁と、
この容量切換弁の弁体を一方側へ移動させる油圧力を作用させるように前記油圧モータの駆動圧を導入する駆動圧通路と、
前記弁体に対し前記油圧力に抗する向きに力を作用させるための対抗手段と、
を備えた油圧モータの自動変速機構において、
前記建設機械がターンするときに、前記容量制御シリンダの前記シリンダ室に圧油を供給するときの流量を第１絞りにより制限して、且つ、前記シリンダ室から圧油を排出するときの流量を前記第１絞りと第２絞りによって制限することで、前記油圧モータの駆動圧の変動を抑制することを特徴とする、
油圧モータの自動変速機構。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧モータの自動変速機構において、
前記容量切換弁は、前記供給位置と前記排出位置との間で、前記容量制御シリンダと前記油圧源とを遮断し且つ前記容量制御シリンダと前記タンクとを遮断する、過渡位置をとることができるように構成し、
前記建設機械がターンする場合であって前記容量切換弁が前記供給位置と前記排出位置との間で切り換わるときに、当該容量切換弁が前記過渡位置にある時間を前記第１絞り及び前記第２絞りによって長時間とし、
この容量切換弁が前記過渡位置にあるときは、前記油圧モータを２速と１速との中間速で駆動可能となるように構成したことを特徴とする、
油圧モータの自動変速機構。
【請求項３】
２速と１速に変速して建設機械に駆動力を付与する可変容量型の油圧モータと、
シリンダ室に圧油が供給されると前記油圧モータの容量を小さくして２速とし、前記シリンダ室から圧油が排出されると前記油圧モータの容量を大きくして１速とする、容量制御シリンダと、
この容量制御シリンダを油圧源に接続する供給位置と、前記容量制御シリンダをタンクに接続する排出位置と、に切換可能な容量切換弁と、
この容量切換弁の弁体を一方側へ移動させる油圧力を作用させるように前記油圧モータの駆動圧を導入する駆動圧通路と、
前記弁体に対し前記油圧力に抗する向きに力を作用させるための対抗手段と、
を備えた油圧モータの自動変速機構において、
前記容量切換弁は、前記供給位置と前記排出位置との間で、前記容量制御シリンダと前記油圧源とを遮断し且つ前記容量制御シリンダと前記タンクとを遮断する、過渡位置をとることができるように構成し、
前記建設機械がターンする場合であって前記容量切換弁が前記供給位置と前記排出位置との間で切り換わるときに、当該容量切換弁が前記過渡位置にある時間を長時間とするために油圧モータの駆動圧の変動を抑制する抑制手段を設け、
この容量切換弁が前記過渡位置にあるときは、前記油圧モータを２速と１速との中間速で駆動可能となるように構成したことを特徴とする、
油圧モータの自動変速機構。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の油圧モータの自動変速機構において、
前記容量制御シリンダは、前記油圧モータのハウジングにシリンダ孔を形成して、このシリンダ孔に傾動ピストンを摺動自在に挿入して構成するとともに、
前記シリンダ孔の内周面と前記傾動ピストンとの油密を保持するために、当該傾動ピストンにはシール部材を取り付けたことを特徴とする、
油圧モータの自動変速機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の走行車軸を駆動する油圧モータの自動変速機構の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧モータにより車軸を駆動する油圧駆動車（例えば油圧ショベル等の建設機械）の変速装置については、例えば特許文献１に開示されるものがある。
【０００３】
この構成は、当該特許文献１の図１に示すように、その左右に可変容量型の油圧モータ４・５を備え、各油圧モータ４・５には、その容量（具体的には、斜板１１の傾角）を変更制御するための容量制御シリンダ１２を備えている。各容量制御シリンダ１２の受圧室１４には第２切換弁（容量切換弁）２１を介して制御用油圧ポンプ１５が接続されている。油圧モータ４・５の駆動圧が高圧のときには前記第２切換弁２１が一側に切り換わって、容量制御シリンダ１２の受圧室１４内の圧油をタンク２４に流出して油圧モータ４・５の容量を大として走行速度を低速とする。一方、駆動圧が低圧のときには前記第２切換弁２１が他側に切り換わって、容量制御シリンダ１２の受圧室１４に圧油を供給して油圧モータ４・５の容量を小として走行速度を高速とする。
【０００４】
この構成は、油圧モータ４・５に加わる負荷を駆動圧として検出して、それに基づいた高速（２速）と低速（１速）との間の自動変速を可能としている。
【特許文献１】特開平８−２５８５７９号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１の構成では、建設機械がターンする場合に以下のような不具合がある。
【０００６】
図９には、上記特許文献１の構成で２速で直進中にピボットターンを開始させた場合の、可動斜板角（油圧モータの容量）及び駆動圧の挙動が示される。横軸は時間を示す。
【０００７】
例えば２速で直進中に一方側の油圧モータ４の駆動を停止して所謂ピボットターンを開始させた場合、駆動側の油圧モータ５の負荷は急激に高くなる。負荷の増大は駆動圧の上昇となって現れ（図９下側）、容量切換弁２１が切り換わって容量制御シリンダ１２から圧油が排出される。この結果、斜板１１が傾動されて１速側へ減速しようとする（図９上側のｐ）。
【０００８】
この１速側への変速により油圧モータ５の容量が増加すると油圧モータ５の駆動圧が低下するので、容量切換弁２１が今度は反対側に切り換わり、容量制御シリンダ１２へ圧油が供給される。この結果、２速側へ増速する（図９上側のｑ）。今度は増速の結果として油圧モータ５の駆動圧が再び上昇し、上述の現象を繰り返すことになる。
【０００９】
特に図９に示すように、可動斜板角（油圧モータ容量）と駆動圧とが周期を同じくして増減して共振とも言うべき現象を呈し、短時間で減速ｐ→増速ｑ→減速ｒ→増速ｓ・・・と変速が頻繁に反復されると、建設機械をスムーズにターンさせることができず、また、ガタガタと前後方向に揺れて乗り心地が悪くなる問題があった。
【００１０】
なお、この問題を緩和するためには、容量切換弁２１と容量制御シリンダ１２との間の絞りを小さくすることが考えられる。しかし、単に絞りを小さくするのみでは１速から２速の変速が素早くできなくなり、加速感が低下する等、操縦フィーリングが悪くなってしまう。また、左右の油圧モータ４・５の変速タイミングのズレが大きくなって、建設機械の直進性を悪くしてしまう。
【００１１】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、建設機械の１速から２速への変速フィーリングを悪くすることなく、建設機械のターンをスムーズにできる油圧モータの自動変速機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１２】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１３】
即ち、本発明の第１の観点によれば、以下のように構成する、油圧モータの自動変速機構が提供される。
２速と１速に変速して建設機械に駆動力を付与する可変容量型の油圧モータと、シリンダ室に圧油が供給されると前記油圧モータの容量を小さくして２速とし、前記シリンダ室から圧油が排出されると前記油圧モータの容量を大きくして１速とする、容量制御シリンダと、この容量制御シリンダを油圧源に接続する供給位置と、前記容量制御シリンダをタンクに接続する排出位置と、に切換可能な容量切換弁と、この容量切換弁の弁体を一方側へ移動させる油圧力を作用させるように前記油圧モータの駆動圧を導入する駆動圧通路と、前記弁体に対し前記油圧力に抗する向きに力を作用させるための対抗手段と、を備える。
前記建設機械がターンするときに、前記容量制御シリンダの前記シリンダ室に圧油を供給するときの流量を第１絞りにより制限して、且つ、前記シリンダ室から圧油を排出するときの流量を前記第１絞りと第２絞りによって制限することで、前記油圧モータの駆動圧の変動を抑制する。
【００１４】
この構成により、建設機械のターン時に減速→増速→減速→増速→・・・の変速の頻繁な反復を第１絞りと第２絞りによって低減できるから、建設機械のスムーズなターンが実現されるとともに、乗り心地を向上できる。更に、前記容量制御シリンダのシリンダ室へ圧油を供給するときは第２絞りによって流量が制限されることがないから、１速から２速への変速時の加速感が大きく損なわれず、変速フィーリングを犠牲にすることもない。
【００１５】
前記の油圧モータの自動変速機構においては、以下のように構成することが望ましい。
前記容量切換弁は、前記供給位置と前記排出位置との間で、前記容量制御シリンダと前記油圧源とを遮断し且つ前記容量制御シリンダと前記タンクとを遮断する、過渡位置をとることができるように構成する。
前記建設機械がターンする場合であって前記容量切換弁が前記供給位置と前記排出位置との間で切り換わるときに、当該容量切換弁が前記過渡位置にある時間を前記第１絞り及び前記第２絞りによって長時間とする。
この容量切換弁が前記過渡位置にあるときは、前記油圧モータを２速と１速との中間速で駆動可能となるように構成する。
【００１６】
この構成により、１速と２速の間の中間変速比で建設機械がターンすることが可能になるので、素早くスムーズにターンできる建設機械を提供することができる。
【００１７】
本発明の第２の観点によれば、以下のように構成する、油圧モータの自動変速機構が提供される。
２速と１速に変速して建設機械に駆動力を付与する可変容量型の油圧モータと、シリンダ室に圧油が供給されると前記油圧モータの容量を小さくして２速とし、前記シリンダ室から圧油が排出されると前記油圧モータの容量を大きくして１速とする、容量制御シリンダと、この容量制御シリンダを油圧源に接続する供給位置と、前記容量制御シリンダをタンクに接続する排出位置と、に切換可能な容量切換弁と、この容量切換弁の弁体を一方側へ移動させる油圧力を作用させるように前記油圧モータの駆動圧を導入する駆動圧通路と、前記弁体に対し前記油圧力に抗する向きに力を作用させるための対抗手段と、を備える。
前記容量切換弁は、前記供給位置と前記排出位置との間で、前記容量制御シリンダと前記油圧源とを遮断し且つ前記容量制御シリンダと前記タンクとを遮断する、過渡位置をとることができるように構成する。
前記建設機械がターンする場合であって前記容量切換弁が前記供給位置と前記排出位置との間で切り換わるときに、当該容量切換弁が前記過渡位置にある時間を長時間とするために油圧モータの駆動圧の変動を抑制する抑制手段を設ける。
この容量切換弁が前記過渡位置にあるときは、前記油圧モータを２速と１速との中間速で駆動可能となるように構成する。
【００１８】
これにより、建設機械のターン時に減速→増速→減速→増速→・・・の変速の頻繁な反復を前記抑制手段によって低減できるから、建設機械のスムーズなターンが実現されるとともに、乗り心地を向上できる。
また、１速と２速の間の中間変速比で建設機械がターンすることが可能になるので、素早くスムーズにターンできる建設機械を提供することができる。
【００１９】
前記の油圧モータの自動変速機構は、以下のように構成することが好ましい。
前記容量制御シリンダは、前記油圧モータのハウジングにシリンダ孔を形成して、このシリンダ孔に傾動ピストンを摺動自在に挿入して構成する。前記シリンダ孔室の内周面と前記傾動ピストンとの油密を保持するために、当該傾動ピストンにはシール部材を取り付ける。
【００２０】
これにより、シリンダ孔からの油の漏れを低減でき、傾動ピストンの位置の２速と１速の中間位置での変動を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る自動変速機構の全体的な構成を示した油圧回路図、図２は油圧モータの具体的な構成を示す断面図、図３は容量切換弁の具体的な構成を示す断面図である。図４は、本発明の構成においてピボットターン時の可動斜板角と駆動圧の挙動を示したグラフ図である。
【００２２】
図１に示すように、油圧回路２は可変容量型の油圧モータ１を備えている。この油圧モータ１は、油路９ａ・９ｂに供給される圧油によって駆動され、建設機械の走行車軸に駆動力を付与する。これらの前記油路９ａ・９ｂに圧油を導入するために給排油路８ａ・８ｂが設けられ、この給排油路８ａ・８ｂは図示しない方向切換弁に接続されている。この方向切換弁が中立位置にあるときは、両給排油路８ａ・８ｂは図示しないタンクに接続される。前記油路９ａ・９ｂと前記給排油路８ａ・８ｂとは、カウンタバランス弁６を介して接続されている。
【００２３】
この構成で、図示しない方向切換弁を中立位置から一方側に切り換えると、一方の給排油路８ａに図示しない油圧ポンプ（油圧源）からの圧油が供給される一方、他方の給排油路８ｂはタンクに接続される。従って、前記カウンタバランス弁６は、油路７ａの圧油によって駆動され、初期位置たる中立位置ａから一側の作動位置ｂに切り換わる。これにより、給排油路８ａ及び油路９ａが往き方向で給排油路８ｂ及び油路９ｂが戻り方向となり、油圧モータ１が正方向に回転駆動する。
【００２４】
一方、前記方向切換弁をもう一方の切換位置に切り換えると、給排油路８ｂに前記油圧ポンプからの圧油が供給される一方、給排油路８ａはタンクに接続される。従って、前記カウンタバランス弁６は、油路７ｂの圧油によって駆動され、中立位置ａから他側の作動位置ｃに切り換わる。これにより、給排油路８ｂ及び油路９ｂが往き方向で給排油路８ａ及び油路９ａが戻り方向となり、油圧モータ１が逆方向に回転駆動する。
【００２５】
前記油圧回路２には、前記油圧モータ１の一部としてのブレーキ機構１１が設けられている。このブレーキ機構１１は、ブレーキピストン１２と、このブレーキピストン１２をブレーキ板１３・１４に対し押圧する付勢バネ２５と、前記ブレーキピストン１２を挟んで前記付勢バネ２５と反対側に形成される油圧室１６と、によりなる。
【００２６】
この構成で、前記カウンタバランス弁６が前記中立位置ａにあるときは、前記油圧室１６の圧油は油路１０を介してタンク４５へドレンされる。この結果、前記ブレーキピストン１２は、付勢バネ２５のバネ力により前記ブレーキ板１３・１４を押圧して相互に圧接させ、前記油圧モータ１の出力軸３８に対し制動力を作用させる。
【００２７】
一方、前記カウンタバランス弁６が中立位置ａから作動位置（ｂ・ｃの何れか）に切り換えられると、前記油圧室１６に前記油路１０及び絞り１７を介して前記油圧モータ１の駆動圧が導入される結果、前記ブレーキピストン１２の前記ブレーキ板１３・１４の押圧が解除され、前記出力軸３８に対する制動が解除されるようになっている。
【００２８】
図２には前記油圧モータ１の具体的構成が示される。この図２に示すように、油圧モータ１のハウジングは、ケーシング３５と油路板３６とを油密的に接合して構成している。図示しないが、この油路板３６の内部には前記油路９ａ・９ｂ等が形成されている。
【００２９】
前記ハウジングの内部には、可動斜板１５が傾動自在に支持される。また、ハウジングの内部にはシリンダブロック３７を回転自在に配置するとともに、このシリンダブロック３７に前記出力軸３８を固定している。この出力軸３８は図示しない建設機械の走行車軸に連結されている。
【００３０】
前記シリンダブロック３７には複数のピストン３９が放射状に配置される。このピストン３９は、その各々が軸線方向摺動自在となるように前記シリンダブロック３７に嵌合される。また、このピストン３９の頭部は前記可動斜板１５に接当されている。
【００３１】
前記ピストン３９は前記油路９ａ・９ｂの圧油により駆動され、その油圧力が前記可動斜板１５によって、前記シリンダブロック３７の回転力に変換される。以上のようにして、可動斜板式でアキシャルピストンタイプの油圧モータが構成されている。
【００３２】
図２に示すように、シリンダブロック３７の外周には前記ブレーキ板１３が取り付けられる。また、油圧モータ１の前記ケーシングの内周には前記ブレーキ板１４が取り付けられる。両ブレーキ板１３・１４は交互に積層され、その積層部分の一側には前記ブレーキピストン１２が配置されている。更に、前記ブレーキピストン１２を前記ブレーキ板１３・１４側に押圧するための付勢バネ２５が配置されている。
【００３３】
ブレーキピストン１２は前記ケーシング３５に対し油密的に嵌合され、更に、ブレーキピストン１２に油圧力を作用させるための油圧室１６が形成される。こうして前述のブレーキ機構１１が構成されている。
【００３４】
前記油圧モータ１の可動斜板１５を傾動してその容量を変更するために、容量制御シリンダ１８が設けられる。具体的には、前記ケーシング３５にシリンダ孔４０が形成され、このシリンダ孔４０に傾動ピストン１９が嵌合される。前記シリンダ孔４０の内周面と前記傾動ピストン１９との油密を保持するために、当該傾動ピストン１９にはシール部材４６が取り付けられる。この傾動ピストン１９は前記可動斜板１５に連結されている。また、前記傾動ピストン１９の一側にはシリンダ室２０が形成されている。
【００３５】
この構成で、前記シリンダ室２０に圧油を供給すると、前記傾動ピストン１９が図２における下方へ進出し、前記可動斜板１５の傾角を減少させる（図２の鎖線）。この結果、油圧モータ１の容量は小さくなり２速となる。一方、前記シリンダ室２０から圧油をドレンすると、前記傾動ピストン１９は後退し、前記可動斜板１５は、油路９ａ・９ｂの油圧力で進出する前記ピストン３９に押動されて、傾角を増加させる（図２の実線）。この結果、油圧モータ１の容量は大きくなり１速となる。
【００３６】
次に、前記容量制御シリンダ１８の前記シリンダ室２０への圧油の供給／排出を制御するための容量切換弁２１の構成を、図１と図３を参照して説明する。
【００３７】
この容量切換弁２１は本体ケース４３を有し（図３）、この本体ケース４３にスプール（弁体）２２を軸方向摺動自在に支持している。スプール２２の内部には軸孔が形成され、この軸孔にはピン４４が油密的に嵌合されている。このスプール２２の内部（前記軸孔の内部）には第１油室４１が設けられ、この第１油室４１には前記油圧モータ１の駆動圧が、前記油路１０及び駆動圧通路２３を経由して導入される。第１油室４１に供給された圧油による油圧力は、スプール２２を一側（図１・図３における右側）に移動させるように作用する。
【００３８】
前記本体ケース４３内には第２油室４２が設けられ、この第２油室４２にはパイロット油路２６が接続されている。このパイロット油路２６は図示しない切換弁に接続されており、この切換弁を操作者が操作することによって、当該パイロット油路２６に圧油を導入し、前記スプール２２に対し、前記第１油室４１の圧油の油圧力に抗する向きに力を作用させ得るようになっている。本実施形態では、この第２油室４２及び前記パイロット油路２６が、対抗手段を構成する。
【００３９】
また、前記スプール２２の一方側には付勢バネ２４が配置される。この付勢バネ２４は前記スプール２２を一方向に付勢しており、この付勢力の向きは、前記第１油室４１に圧油を導入したときに前記スプール２２に作用する油圧力の向きと同じ向きとなっている。
【００４０】
なお図１に示すように、前記容量制御シリンダ１８のシリンダ室２０と前記容量切換弁２１との間には第１絞り３１が介在されている。また図３に示すように、前記本体ケース４３の内部には第２絞り３２が設置されている。本実施形態では、この二つの絞り３１・３２が、油圧モータ１の駆動圧の変動を抑制する抑制手段を構成する。第１絞り３１は例えば０．８φ、第２絞り３２は例えば０．６φとすることができる。なお、第１絞り３１は、前記可動斜板１５と前記傾動ピストン１９とが移動することにより発生するドレンサージを低減する役割をも果たしている。
【００４１】
この構成で、前記パイロット油路２６の油圧がゼロであるときは、前記付勢バネ２４の作用によって前記スプール２２は排出位置ｄ（図１）にある。なお図３は、スプール２２が排出位置ｄにある状態を示している。このときは前記シリンダ室２０と前記タンク４５との間が、前記第１絞り３１及び前記第２絞り３２を経由して接続される。この結果、前記シリンダ室２０の圧油はドレンされ、前記傾動ピストン１９は後退する。こうして前記可動斜板１５は傾角の大きい図２の実線に示す状態となって、このとき前記油圧モータ１は１速となる。
【００４２】
一方、前記パイロット油路２６に圧油を供給して、前記第２油室４２の油圧力が、前記第１油室４１の油圧力（即ち、油圧モータ１の駆動圧に基づく油圧力）と前記付勢バネ２４のバネ力を加えたものを上回ると、前記スプール２２は供給位置ｆ（図１）に切り換わり、このときは前記シリンダ駆動油路２７と前記シリンダ室２０との間が、前記第１絞り３１を介して接続される。この結果、前記油路９ａ・９ｂのうち高圧側の圧油がシリンダ駆動油路２７及び第１絞り３１を経て前記シリンダ室２０内に導入され、前記傾動ピストン１９は進出して前記可動斜板１５を傾角の小さい図２の鎖線に示す状態となるよう押動するので、油圧モータ１は２速となる。
【００４３】
以上のように、前記パイロット油路２６へ圧油が供給されていると、油圧モータ１の駆動圧（負荷）が所定の値を下回ったときにのみ前記スプール２２が供給位置ｆに切り換わって油圧モータ１は２速となり、それ以外の場合は前記スプール２２が排出位置ｄとなって油圧モータ１は１速となる。こうして、油圧モータ１の負荷に応じた１速−２速間の自動変速が実現されている。なお、前記パイロット油路２６へ圧油が供給されていない場合は、油圧モータ１は１速で固定である。
【００４４】
本実施形態の自動変速機構は建設機械のクローラ型走行装置の駆動用に用いられるものであって、図１の油圧回路２及び油圧モータ１は、建設機械に左右両方備えられるクローラ型走行装置のうち片方を駆動するための構成を代表的に示したものである。即ち、建設機械においては図１に示す油圧回路２・油圧モータ１をもう一つ備えており、一方の油圧モータ１で左側のクローラを駆動し、他方の油圧モータ１で右側のクローラを駆動する構成となっている。
【００４５】
以上の構成で、両油圧モータ１・１を等速で駆動させることで建設機械を直進させ、また、両油圧モータ１・１の速度を異ならせることで建設機械をターンさせることができるようになっている。また、一方の油圧モータ１を駆動し他方の油圧モータ１を停止させることで、小さい半径でのピボットターンを行わせることができるようになっている。
【００４６】
ところで上記ピボットターンを行わせた場合、一側のクローラを停止させたまま他側のみを駆動させる形となるため、その走行抵抗は相当に大きくなる。例えば２速で直進中（前記容量切換弁２１は供給位置ｆにある状態）にピボットターンを開始させると、駆動側の油圧モータ１の負荷は急激に高くなる。この結果、駆動圧が上昇して前記第１油室４１に導入される油圧力が増加するので、前記容量切換弁２１の前記スプール２２が排出位置ｄに切り換わり、前記容量制御シリンダ１８の前記シリンダ室２０の圧油を排出するので、前記可動斜板１５が傾角を増大させる形となり、自動的に１速側に減速される。
【００４７】
そして、前記減速の結果として駆動圧が減少すると、前記第１油室４１に導入される油圧力も減少に転ずるので、前記スプール２２が供給位置ｆに戻って前記容量切換弁２１が切り換わり、前記容量制御シリンダ１８の前記シリンダ室２０に圧油が再び導入される。この結果、前記可動斜板１５が傾角を減少させ、再び自動的に２速側に増速される。
【００４８】
そして、２速側へ増速後は再び負荷が増大して１速側へ減速され、・・・というように、ピボットターン時には減速→増速→減速→増速・・・というような自動変速の反復が行われることになる。この増減速の反復が短周期で多数回行われると、スムーズなターンの妨げになり、また、乗り心地が不快になって操作者の疲労を増大させてしまう。
【００４９】
この点本実施形態では、前記シリンダ室２０に圧油を供給するときには前記第１絞り３１によりその流量が絞られ、また、前記シリンダ室２０から圧油をドレンするときには前記第１絞り３１及び第２絞り３２によってその流量が絞られる構成となっている。圧油の供給・排出時の流量が絞られるということは、前記傾動ピストン１９の進退ひいては前記可動斜板１５の傾動が緩慢化されることを意味する。従って、増減速が短時間で多数回反復される上述のような心配はなく、ピボットターン時の建設機械の乗り心地を良好とできる。
【００５０】
また、前記シリンダ室２０に圧油を供給するとき（即ち、前記可動斜板１５の傾角を減少させて増速させるとき）には第１絞り３１のみを経由させることとしているので、その流量の絞りは相対的に弱い。従って、１速から２速へ切り換えたときの加速性をそれほど低下させない構成とでき、作業性を犠牲にしない構成とできている。
【００５１】
一方、前記シリンダ室２０から圧油をドレンするとき（即ち、前記可動斜板１５の傾角を増大させて減速させるとき）には第２絞り３２が第１絞り３１に直列接続され、圧油が第１絞り３１に加えて第２絞り３２を経由してドレンされる形となるので、その流量は強く絞られる。従って、建設機械が前のめりとなって乗り心地の不快感に繋がる急減速を一層やわらかく緩和できるとともに、その強力な絞りによって、前述の短期間での増減速の繰返しを確実に回避することができる。
【００５２】
更には、前記容量切換弁２１は二位置切換型に構成されているが、図１に示すように、排出位置ｄから供給位置ｆに切り換える際の過渡位置ｅにおいては、前記容量制御シリンダ１８の前記シリンダ室２０と前記タンク４５との間を遮断し、前記容量制御シリンダ１８の前記シリンダ室２０と前記シリンダ駆動油路２７とを遮断するように構成している。
【００５３】
従って、前記容量切換弁２１の前記スプール２２が排出位置ｄから供給位置ｆへ切り換わる際、或いは供給位置ｆから排出位置ｄへ切り換わる際には、必ず過渡位置ｅを経由することとなる。そしてその過渡位置ｅにおいては、前記シリンダ室２０は圧油の供給も排出もされないから、前記可動斜板１５の傾動は停止されることになる。即ち、増減速の切換が、可動斜板１５の傾動停止時間（インターバル）をおいて行われることになる。
【００５４】
更に、前記第１絞り３１と前記第２絞り３２によって前記可動斜板１５の傾動が緩慢化されるので、これに応じて油圧モータ１の駆動圧の変動も緩慢化される。この結果、前記駆動圧通路２３の圧力変動も緩やかになるから、前記スプール２２が排出位置ｄから供給位置ｆに切り換わる際に、過渡位置ｅに位置する時間を長時間とすることができる。
【００５５】
また、スプール２２が過渡位置ｅにあると、前記可動斜板１５の傾動が上述のように停止され、油圧モータ１の駆動圧の変動が更に抑制されるので、前記スプール２２が前記過渡位置ｅに長い時間留まり、前記インターバルの時間を長時間とすることができる。この結果、増減速が更に緩慢化されて、安定した変速比でターンすることができる。
【００５６】
図４のグラフは、本実施形態の構成において、２速で直進中にピボットターンを開始させた場合の可動斜板１５の傾動角度及び前記油圧モータ１の駆動圧の変化を示したものである。横軸は時間を示す。
【００５７】
このグラフに示すように、建設機械がピボットターンを開始すると駆動圧が急激に増加するが（図４下側）、それに対応した可動斜板１５の傾動は従来の構成（図９）に比べると緩やかであり、２速から１速側への減速が緩やかに行われている（図４上側）。これは、前記第１絞り３１及び第２絞り３２による効果である。そして油圧モータ１は、インターバルｃ１をおいてやや２速側へ増速され、更にインターバルｃ２をおいて再び増速される。これらの増速も緩やかに行われており、これは前記第１絞り３１による効果である。
【００５８】
また、図４下側に示すように、ピボットターンの後半期では、油圧モータ１の駆動圧はブレが少ない安定期に入っている。これも前記絞り３１・３２による効果である。
【００５９】
即ち本実施形態では、ピボットターンを開始して負荷が急激に変動しても自動増速・減速が緩やかに行われ、またターン中の前記インターバルｃ１・ｃ２において、２速と１速との中間速に変速比を安定して維持できる。この結果、乗り心地良くスムーズかつ素早いターンが実現され、建設機械の作業性が向上される。
【００６０】
また、前記傾動ピストン１９（図２）の頻繁な往復動を抑制できるから、当該傾動ピストン１９のシール部材４６の摩耗を抑制できる。従って、油圧モータ１の寿命を延ばすことができ、また、メンテナンスの必要頻度を低減できる。
【００６１】
更には、前記容量制御シリンダ１８は、前記油圧モータ１のハウジング（本実施形態では、ケーシング３５）に前記シリンダ孔４０を形成してその内部を前記シリンダ室２０とし、このシリンダ孔４０に前記傾動ピストン１９を摺動自在に挿入して構成されている。そして、前記シリンダ孔４０の内周面と前記傾動ピストン１９との油密を保持するために、当該傾動ピストン１９には前記シール部材４６を取り付けている。これにより、前記シリンダ孔４０（シリンダ室２０）からの油の漏れを低減でき、前記傾動ピストン１９が２速と１速の中間位置で変動することを抑制できるので、安定した速度でのターンが実現される。
【００６２】
以下、上記実施形態の変形例を図５〜図８を参照して説明する。
【００６３】
図５に示すのは第１変形例であり、図１の構成に比べて、前記第１絞り３１を省略するとともに、前記シリンダ駆動油路２７に第３絞り３３を設けた点が異なっている。この第１変形例では、第２絞り３２及び第３絞り３３が前記抑制手段に相当する。
【００６４】
この構成では、前記シリンダ室２０に圧油を供給するときには前記第３絞り３３によりその流量が絞られ、また、前記シリンダ室２０から圧油をドレンするときには前記第２絞り３２によってその流量が絞られる構成となっている。
【００６５】
例えば第３絞り３３を０．８φ、第２絞り３２を０．５φとすることで、減速時の圧油の流量を増速時よりも強く絞り、図１に示す前記の実施形態と同様の効果を奏させることができる。
【００６６】
図６に示すのは第２変形例であり、この第２変形例は図１の構成に比べて、前記第２絞り３２を省略するとともに、前記パイロット油路２６にスローリターン機構４７を設けた点が異なっている。この第２変形例では、第１絞り３１及びスローリターン機構４７が前記抑制手段に相当する。
【００６７】
この構成では、前記第２油室４２からの圧油の排出が前記スローリターン機構３５によって絞られるので、前記容量切換弁２１の前記スプール２２の排出位置ｄから供給位置ｆへの切り換わりがゆっくりと行われる（なお、スプール２２の供給位置ｆから排出位置ｄへの切り換わりは素早く行われる）。言い換えれば、排出位置ｄから供給位置ｆへ切り換わる際に、過渡位置ｅにある時間が長時間となる。これによって可動斜板１５の傾動が緩慢化され、図１に示す前記の実施形態と同様の効果を奏させることができる。
【００６８】
図７に示すのは第３変形例であり、この第３変形例は図１の構成に比べて、前記第２絞り３２を省略するとともに、前記油路１０から前記第１油室４１へ圧油を導く駆動圧通路２３にスローリターン機構４８を設けた点が異なっている。この第３変形例では、第１絞り３１及びスローリターン機構４８が前記抑制手段に相当する。
【００６９】
この構成では、前記第１油室４１への圧油の供給が前記スローリターン機構３６によって絞られるので、前記容量切換弁２１の前記スプール２２の排出位置ｄから供給位置ｆへの切り換わりがゆっくり行われる（なお、スプール２２の供給位置ｆから排出位置ｄへの切り換わりは素早く行われる）。言い換えれば、排出位置ｄから供給位置ｆへ切り換わる際に、過渡位置ｅにある時間が長時間となる。これによって可動斜板１５の傾動が緩慢化され、図１に示す前記の実施形態と同様の効果を奏させることができる。
【００７０】
図８に示すのは第４変形例であり、この第４変形例は図１の構成に比べて以下の点が異なっている。即ち、前記第２絞り３２と並列に第４絞り４９を設けている。また、前記容量切換弁２１は前記供給位置ｆ、前記過渡位置ｅのほか、２つの排出位置ｄ１・ｄ２を有している。第１排出位置ｄ１では、シリンダ室２０を前記第２絞り３２と前記第４絞り４９とを介してタンク４５に接続する。第２排出位置ｄ２では、シリンダ室２０を前記第４絞り４９を介してタンク４５に接続するが、前記第２絞り３２を介しては接続しない。この第２排出位置ｄ２は、第１排出位置ｄ１よりも、前記供給位置ｆに近い側に設定されている。
【００７１】
この構成では、容量切換弁２１が第２排出位置ｄ２のときは、第４絞り４９のみでシリンダ室２０の油が排出されるから、傾動ピストン１９が減速側へゆっくり動く。一方、容量切換弁２１が第１排出位置ｄ１のときは、第２絞り３２と第４絞り４９の両方から油が排出されるから、傾動ピストン１９は減速側へ比較的早く動く。
【００７２】
そして、前記パイロット油路２６に圧油を供給して１速−２速間の自動変速を行わせる状態として前述のピボットターンを行わせ、油圧モータ１の駆動圧が変動する場合は、前記容量切換弁２１は前記第２排出位置ｄ２と前記供給位置ｆとの間で切り換わることが殆どであるから（第１排出位置ｄ１まで切り換わることはあまりないから）、傾動ピストン１９の減速側への移動はゆっくりであり、駆動圧の変動を抑制できることになる。また、２速の状態から前記パイロット油路２６をドレンして単純に１速に切り換える場合は、容量切換弁２１は前記付勢バネ２４の作用によって前記第１排出位置ｄ１に切り換わり、前記傾動ピストン１９が減速側へ比較的早く動くから、減速感を損なうことがない。
【００７３】
以上に本発明の実施形態及びその変形例を示したが、本発明は上記した構成に限られない。
【００７４】
例えば、前記第２油室４２及び前記パイロット油路２６で前記対抗手段を構成する場合に限定されない。前記対抗手段は、例えば付勢バネによって構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動変速機構の全体的な構成を示した油圧回路図。
【図２】油圧モータの具体的な構成を示す断面図。
【図３】容量切換弁の具体的な構成を示す断面図。
【図４】本発明の構成においてピボットターン時の可動斜板角と駆動圧の挙動を示したグラフ図。
【図５】第１変形例の自動変速機構の油圧回路図。
【図６】第２変形例の自動変速機構の油圧回路図。
【図７】第３変形例の自動変速機構の油圧回路図。
【図８】第４変形例の自動変速機構の油圧回路図。
【図９】従来技術の構成においてピボットターン時の可動斜板角と駆動圧の挙動を示したグラフ図。
【符号の説明】
【００７６】
１  油圧モータ
１８  容量制御シリンダ
２１  容量切換弁
ｄ  排出位置
ｅ  過渡位置
ｆ  供給位置
２３  駆動圧通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005121074.tif 000007
【図６】
2005121074.tif 000008
【図７】
2005121074.tif 000009
【図８】
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【図９】
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